热等离子裂解甲烷制备纳米碳纤维

【摘要】：以N2、H2混合气体为工作气,常压条件下裂解甲烷制得纳米碳纤维。考察了原料气流量、工作气气氛和催化剂类型对CNFs生长的影响,并用SEM和TEM表征产物的形貌和结构。结果表明:原料气甲烷流量的增加可引起产物的形貌多样性增加;由于N2比Ar热值高,高温持续时间长,有利于元素态金属原子参与完成碳结构的石墨化进程,所得纳米碳纤维较Ar气氛产物碳层连续、互相平行,纤维管内外表面平直、光滑、无沉积。以Fe2O3为催化剂,纤维管直径分布范围小,杂质或无定形碳很少;以Co2O3为催化剂,产物近似多壁碳纳米管结构,但纯度较低;以Ni2O3为催化剂的管状产物是长度不到1μm的短截管,结晶度较差。 【作者单位】： 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院;太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室;太原理工大学化学化工学院;
【关键词】： 纳米碳纤维 热等离子 甲烷 催化剂
【分类号】：TB383.1;TQ342.742
【正文快照】： 纳米碳纤维(CNFs)的外径为50～500nm,100nm左右的空心碳纤维也称为碳纳米管。根据结构中石墨碳层延展方向,纳米碳纤维可分为空心管状[1]、空心套杯状[2]和竹节状[3]。空心套杯状纳米碳纤维由许多截角的单层石墨锥同心套叠而成,石墨层间距一般大于热解石墨的0.335nm。典型的空

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